FR3151347A1 - Vitrage comprenant un dispositif d’espacement - Google Patents

Description

Vitrage comprenant un dispositif d’espacement

La présente invention appartient au domaine général de la fabrication de vitrages. Elle concerne plus particulièrement un dispositif d’espacement. Elle concerne également un vitrage comportant au moins un tel dispositif. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans le cas d’un vitrage de bâtiment.

Les doubles vitrages constitués de deux vitres séparées par une cavité remplie de gaz, typiquement de l’air, sont classiquement utilisés dans les fenêtres et façades de bâtiments pour leurs performances d’isolation thermiques et acoustiques.

Les vitrages sont séparés par un dispositif d’espacement (également connu sous le nom d’espaceur), qui peut être un espaceur à bord chaud (« warm edge » en anglais, signifiant que l'espaceur est constitué d'une matière présentant une faible conductivité thermique). Cet espaceur est une pièce qui sépare les deux vitres du vitrage isolant et scelle la cavité gazeux entre elles. Les espaceurs conventionnels sont principalement fabriqués à partir d’un matériau tel que l’acier ou l’aluminium pour leur résistance, et ils sont encore couramment utilisées en raison de leur prix moins élevé.

Cependant, la production, l'utilisation et l'élimination d’un tel espaceur en acier ou en aluminium entraînent des émissions élevées de CO₂et d’autres gaz à effet de serre. Ainsi, les technologies traditionnelles présentent une empreinte carbone élevée.

Il existe donc un réel besoin de fournir un vitrage plus durable et plus respectueux de l'environnement, avec une empreinte carbone réduite.

La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients des espaceurs conventionnels, notamment celui exposé ci-avant, en proposant une solution qui permette d’obtenir un vitrage décarboné (c’est-à-dire, entraînant une réduction de la consommation de sources d'énergie primaire qui émettent des gaz à effet de serre, telles que les combustibles fossiles (le charbon, le pétrole et le gaz naturel) à partir d’un matériau d’origine renouvelable.

Ainsi, et selon un premier aspect, l’invention concerne un vitrage comprenant au moins deux parois vitrées formant entre elles une cavité, dans lequel la cavité comprend un dispositif d’espacement comprenant au moins une couche de matériau fabriqué à partir de bambou.

Dans des modes particuliers de réalisation, le vitrage peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Dans des modes de réalisation, la conductivité thermique du matériau fabriqué à partir de bambou peut être de 0,05 à 0,20 W/(m·K), de préférence de 0,07 à 0,15 W/(m·K).

Dans des modes de réalisation,la densité du matériau fabriqué à partir de bambou peut être de 0,3 à 0,6 g/cm3, de préférence de 0,4 à 0,55 g/cm3.

Dans des modes de réalisation, le bambou peut être choisi parmi le bambou Moso (Phyllostachys edulis), le bambou Guadua (Guadua angustifolia), le bambou noir (Phyllostachys nigra), et un mélange de ceux-ci.

Dans des modes de réalisation, le dispositif d’espacement peut comprendre en outre un composant hydrophobe, qui peut être intégré dans le matériau fabriqué à partir de bambou ou qui peut être sous forme de revêtement appliqué sur la couche de matériau fabriqué à partir de bambou.

Dans des modes de réalisation, le composant hydrophobe peut comprendre un polymère hydrophobe, un silane fonctionnel, une cire, des nanotubes de carbone, des nanocires, des nanoparticules d’oxyde métallique ou un mélange de ceux-ci ; le polymère hydrophobe étant de préférence choisi parmi un fluoropolymère, du polypropylène, du polystyrène, du polychlorure de vinyle, du polyéthylène ou un mélange de ceux-ci.

Dans des modes de réalisation, le dispositif d’espacement peut comprendre en outre une couche supplémentaire comprenant un métal, des fibres en verre, un polyuréthane, un caoutchouc butyle, un caoutchouc de silicone, un polyacrylate, un polysulfure, un silicone ou un mélange de ceux-ci ; le métal étant de préférence choisi parmi l’aluminium, le fer, l’argent, le cuivre, l’or, le chrome, l’oxyde de silicium, le nitrure de silicium et les mélanges et alliages de ceux-ci.

Dans des modes de réalisation, la couche supplémentaire peut avoir une épaisseur inférieure à celle de la couche de matériau fabriqué à partir de bambou, et de préférence a une épaisseur de 10 à 1500 nm, de préférence encore de 20 à 200 nm, de préférence encore de 50 à 100 nm.

Dans des modes de réalisation, le matériau fabriqué à partir de bambou peut comprendre une poudre de bambou ou des fibres de bambou.

Dans des modes de réalisation, le matériau fabriqué à partir de bambou peut comprendre un liant, de préférence choisi parmi l’acide polylactique, les résines d'origine végétale, notamment les résines à base de lignine, les résines à base de latex naturel, les résines à base de colophane, les résines à base de cellulose, les résines à base d'amidon, les résines à base d'algues, les résine à base de déchets agricoles, les résines à base de caséine, la résines à base de gommes naturelles ; les résine synthétiques, notamment les polyoléfines ; et les mélanges de ceux-ci.

Dans des modes de réalisation, le dispositif d’espacement peut comprendre une chambre qui contient un agent dessiccant.

Dans des modes de réalisation, le dispositif d’espacement peut être un profilé, de préférence perforé.

Dans des modes de réalisation, le vitrage peut être un vitrage de bâtiment, tel qu’un vitrage de façade, de fenêtre ou de porte de bâtiment ou un vitrage intérieur.

L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un dispositif d’espacement tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes de : préparation d’une composition à base de bambou ; et mise en forme de cette composition à base de bambou pour former la couche de matériau fabriqué à partir de bambou.

Dans des modes de réalisation, l’étape de mise en forme peut comprendre une ou plusieurs étapes choisies parmi l’extrusion, le laminage, le pressage, l’emboutissage, le découpage, le roulage, le pliage, le moulage par extrusion et soufflage, et l’encollage.

Dans des modes de réalisation, la composition à base de bambou peut comprendre une poudre de bambou ou des fibres de bambou.

Dans des modes de réalisation, l’étape de mise en forme peut comprendre la formation d’une feuille par pressage et séchage à partir de la composition à base de bambou ; la composition à base de bambou étant de préférence une pâte aqueuse comprenant optionnellement au moins un tensioactif.

Dans des modes de réalisation, l’étape de mise en forme peut comprendre une étape d’extrusion de la composition à base de bambou ; la composition à base de bambou comprenant de préférence un liant.

Dans des modes de réalisation, le procédé peut comprendre en outre une étape d’application d’un revêtement comprenant un composant hydrophobe sur la couche de matériau fabriqué à partir de bambou.

Dans des modes de réalisation, le procédé peut comprendre en outre une étape de dépôt d’une couche supplémentaire comprenant un métal, des fibres en verre, un polyuréthane, un caoutchouc butyle, un caoutchouc de silicone, un polyacrylate, un polysulfure, un silicone ou un mélange de ceux-ci sur la couche de matériau fabriqué à partir de bambou, de préférence par lamination ou par calandrage ; le métal étant de préférence choisi parmi l’aluminium, le fer, l’argent, le cuivre, l’or, le chrome, l’oxyde de silicium, le nitrure de silicium et les mélanges et alliages de ceux-ci.

La présente invention permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement un dispositif d’espacement permettant d’obtenir un vitrage décarboné, entraînent des émissions réduites de CO₂et d’autres gaz à effet de serre.

Cela est accompli grâce au fait que le dispositif d’espacement comprend au moins une couche de matériau fabriqué à partir de bambou. En général, l'empreinte carbone du bambou est relativement faible par rapport à celle de nombreux autres matériaux, tels que l’aluminium ou l’acier. En effet, le bambou pousse très rapidement et ne nécessite que très peu d'eau et aucun pesticide ou engrais. Le bambou est ainsi un matériau respectueux de l'environnement. Le bambou est également une ressource renouvelable, puisqu'il repousse après avoir été récolté, et peut être cultivé de manière durable sans nuire à l'écosystème environnant. En outre, le bambou est capable d'absorber plus de CO₂de l'atmosphère que la plupart des autres plantes, ce qui signifie qu'il a une empreinte carbone nette négative.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :

La représente une vue schématique et en perspective d’un exemple de dispositif d’espacement selon l’invention.

Description de modes de réalisation

L’invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.

L’invention concerne en premier lieu un dispositif d’espacement pour vitrage. Par « dispositif d’espacement », on entend tout dispositif permettant de fixer la distance de l’espacement entre les parois vitrées du vitrage dans lequel il est destiné à être placé.

Le vitrage peut être tout type de vitrage comprenant au moins deux parois vitrées définissant entre elles une cavité. Au sens de la présente invention, la cavité d’un vitrage est définie comme étant le volume compris entre deux parois vitrées dudit vitrage.

Le dispositif d’espacement comprend deux faces principales opposées l’une à l’autre, appelées dans le présent texte « face interne » (correspondant à la face destinée à faire face au centre de la cavité formée entre les parois vitrées du vitrage) et « face externe » (correspondant à la face destinée à être la plus proche du bord des parois vitrées du vitrage. Par « bord » d’une paroi vitrée, on entend un côté de cette paroi vitrée. Par exemple, pour une paroi vitrée de forme rectangulaire ou carrée, les bords correspondent aux quatre côtés du rectangle ou carré.

Le dispositif d’espacement présente une largeur, correspondant à la distance de l’espacement entre les parois vitrées (c’est-à-dire l’épaisseur de la cavité entre les parois vitrées) du vitrage dans lequel le dispositif d’espacement est destiné à être utilisé. Le dispositif d’espacement présente une hauteur, correspondant à la distance entre la face externe et la face interne du dispositif d’espacement. Le dispositif d’espacement présente une longueur, correspondant à la distance dans une direction perpendiculaire à l’épaisseur et à la largeur du dispositif.

La largeur du dispositif d’espacement peut valoir de 6 à 30 mm, de préférence de 10 à 20 mm, par exemple 16 mm ou 20 mm. Dans un mode de réalisation, la largeur est de 6 mm à 20,6 mm, avec une tolérance de fabrication de ± 3 % par rapport aux valeurs nominales. Lorsque la largeur varie dans le dispositif d’espacement , la largeur fait référence à la largeur qui détermine la distance d’espacement entre les parois vitrées (la largeur la plus longue dans le dispositif d’espacement).

La hauteur du dispositif d’espacement vaut de préférence de 2 à 250 mm, plus préférentiellement de 5 à 50 mm. Dans des modes de réalisation, La hauteur du dispositif d’espacement est de 2 à 5 mm, ou de 5 à 10 mm, ou de 10 à 20 mm, ou de 20 à 30 mm, ou de 30 à 40 mm, ou de 40 à 50 mm, ou de 50 à 60 mm, ou de 60 à 70 mm, ou de 70 à 80 mm, ou de 80 à 90 mm, ou de 90 à 100 mm, ou de 100 à 120 mm, ou de 120 à 140 mm, ou de 140 à 160 mm, ou de 160 à 180 mm, ou de 180 à 200 mm. Dans un mode de réalisation, la hauteur est de 4,7 mm, avec une tolérance de fabrication de ± 6 % par rapport à la valeur nominale.

Le dispositif d’espacement peut avoir une section de forme essentiellement parallélépipédique rectangulaire, ou une forme plus complexe comme discuté plus en détail ci-dessous.

Le dispositif d’espacement comprend au moins une couche de matériau fabriqué à partir de bambou.

Le matériau fabriqué à partir de bambou peut comprendre une poudre de bambou ou des fibres de bambou.

Les poudres de bambou sont disponibles dans le commerce, par exemple, auprès de fournisseurs tels que Bamboo Village ; Hefei TNJ Chemical Industry Co., Ltd ; Bioworld Merchandising, Inc ; et Maruti Mineral Industries. La teneur en bambou (en poids) dans la couche de matériau fabriqué à partir de bambou peut valoir de 70 à 100 %, ou de 75 à 100 %, ou de 80 à 100 %, ou de 85 à 100 %, ou de 90 à 100 %, ou de 95 à 100 %, ou de 98 à 100 % par rapport au poids total de la couche. La teneur en bambou dans la couche est de préférence de 90 à 100 % afin de minimiser l’empreinte carbone du dispositif.

La conductivité thermique du matériau fabriqué à partir de bambou peut être de 0,05 à 0,20 W/(m·K), par exemple, de 0,10 à 0,15 W/(m·K), de 0,15 à 0,18 W/(m·K), ou de 0,18 à 0,20 W/(m·K). La conductivité thermique est de préférence de 0,07 à 0,15 W/(m·K). La conductivité thermique peut être mesurée selon toute méthode connue de l’homme du métier, par exemple, selon la norme NF EN 12667 (Performance thermique des matériaux et produits pour le bâtiment - Détermination de la résistance thermique par la méthode de la plaque chaude gardée et la méthode fluxmétrique - Produits de haute et moyenne résistance thermique).

La conductivité thermique du matériau peut être affectée par plusieurs facteurs, tel que la densité du bambou, la présence de nœuds et la direction des fibres, lorsqu’elles sont présentes.

La densité du matériau fabriqué à partir de bambou peut varier en fonction de l'espèce de bambou et de son âge. La densité peut être de 0,3 à 0,8 g/cm³, par exemple, de 0,3 à 0,6 g/cm³, de 0,6 à 0,7 g/cm³, ou de 0,7 à 0,8 g/cm³. La densité est de préférence de 0,4 à 0,55 g/cm³. Un matériau fabriqué à partir de bambou ayant une faible densité (0,4 à 0,6 g/cm³) a une structure moins dense et une conductivité thermique relativement plus faible. Un matériau fabriqué à partir de bambou de densité moyenne (0,6 à 0,7 g/cm³) a une conductivité thermique légèrement plus élevée. Un matériau fabriqué à partir de bambou de haute densité (0,7 à 0,8 g/cm³) a une structure plus dense et une conductivité thermique légèrement plus élevée.

De préférence, la couche de matériau fabriqué à partir de bambou comprend du bambou sec ou est en bambou sec. En général, avec l'augmentation de l'humidité du bambou, sa conductivité thermique augmente. Lorsque le bambou est sec, avec un faible taux d’humidité, il contient de l'air dans ses pores, ce qui peut réduire la conductivité thermique. Cependant, lorsque le taux d'humidité est élevé, l'eau remplace progressivement l'air dans les pores, ce qui augmente la conductivité thermique au fil du temps. La relation entre la conductivité thermique et l'humidité dépendent également de la densité du bambou, la durée d'exposition à l'humidité, la température, etc.

L’espèce de bambou peut être choisie en fonction de plusieurs facteurs, tels que l’application, les contraintes environnementales, les propriétés requises et les exigences de performance. De préférence, une espèce de bambou ayant une faible conductivité thermique est choisie.

Par exemple, le bambou peut être choisi parmi : le bambou Moso (Phyllostachys edulis), le bambou Guadua (Guadua angustifolia), le bambou noir (Phyllostachys nigra), et un mélange de ceux-ci.

Le bambou Moso (Phyllostachys edulis) présente des avantages tels qu’une croissance rapide, une résistance mécanique, et une faible conductivité thermique, ce qui permet de l’utiliser pour l'isolation thermique des bâtiments. Le bambou Guadua (Guadua angustifolia), originaire d'Amérique du Sud, présente une grande résistance mécanique et ses propriétés isolantes. Le bambou noir (Phyllostachys nigra) présente des propriétés isolantes intéressantes.

L’épaisseur de la couche de matériau fabriqué à partir de bambou vaut avantageusement de 0,1 à 15 mm, plus préférentiellement de 0,2 à 1 mm. En particulier, la couche de matériau fabriqué à partir de bambou peut avoir une épaisseur de 0,1 à 0,2 mm, ou de 0,2 à 0,4 mm, ou de 0,4 à 0,6 mm, ou de 0,6 à 0,8 mm, ou de 0,8 à 1 mm, ou de 1 à 1 à 1,2 mm, ou de 1,2 à 1,5 mm, ou de 1,5 à 2 mm, ou de 2 à 3 mm, ou de 3 à 4 mm, ou de 4 à 5 mm, ou de 5 à 10 mm, ou de 10 à 15 mm.

Le matériau fabriqué à partir de bambou peut comprendre un liant. Le liant est de préférence choisi parmi : l’acide polylactique, les résines d'origine végétale, les résines à base de lignine, les résines à base de latex naturel, les résines à base de colophane, les résines à base de cellulose, les résines à base d'amidon, les résines à base d'algues, les résine à base de déchets agricoles, les résines à base de caséine, la résines à base de gommes naturelles ; les résine synthétiques, notamment les polyoléfines ; et les mélanges de ceux-ci.

•Les résines d'origine végétale peuvent être les résines fabriquées à partir de matières premières végétales, telles que les huiles végétales (par exemple, l'huile de soja, l'huile de lin et l'huile de ricin), les amidons et les sucres. Les résines à base de lignine peuvent être des sous-produits de l'industrie de la pâte à papier. Les résines à base de latex naturel peuvent être fabriquées à partir de la sève d'arbres, par exemple, de l'hévéa. Les résines à base de colophane peuvent être obtenues à partir de la distillation de la sève de certains types de pins. Les résines à base de cellulose peuvent être extraites de diverses sources végétales, par exemple, le bois, la paille ou le coton. Les résines à base d'amidon peuvent être extraites du maïs, blé, pomme de terre, etc. Les résines à base de déchets agricoles peuvent être obtenues à partir de déchets agricoles tels que les coques de noix, la paille de blé, et les tiges de canne à sucre. Les résines à base de caséine peuvent être obtenues à partir du lait. Les résines à base de gommes naturelles peuvent être obtenues à partir de la gomme arabique, la gomme de guar ou la gomme xanthane.

Le bambou peut être dispersé sous forme de particules et/ou fibres dans une matrice de liant. La teneur en liant dans le matériau peut être de 15 à 95 %, de préférence de 25 à 45 %, en poids.

Le dispositif d’espacement d’invention peut comprendre en outre un composant hydrophobe. Le composant hydrophobe peut être intégré dans le matériau fabriqué à partir de bambou ou peut être sous forme de revêtement appliqué sur la couche de matériau fabriqué à partir de bambou. Un tel composant hydrophobe peut aider à éviter que le dispositif d’espacement, notamment la couche de matériau fabriqué à partir de bambou, ne retienne de l'eau de l'atmosphère, contribuant ainsi à maintenir une faible humidité dans le matériau.

Lorsque le composant hydrophobe est intégré dans le matériau, sa teneur peut être de 0.01 % à 10 %, de préférence de 0,1 à 5 %, en poids.

Le revêtement de composant hydrophobe peut avoir une épaisseur de 10 μm à 100 μm. Dans un mode de réalisation préféré, l'épaisseur du revêtement est comprise entre 5 μm et 80 μm. Dans un autre mode de réalisation préféré, l'épaisseur du revêtement est de 10 μm à 80 μm.

Le composant hydrophobe peut comprendre un polymère hydrophobe, un silane fonctionnel, une cire, des nanotubes de carbone, des nanocires, des nanoparticules d’oxyde métallique ou les mélanges de ceux-ci.

Le polymère hydrophobe peut être de préférence choisi parmi : un fluoropolymère, tel que le polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou le téflon, du polypropylène, du polystyrène, du polychlorure de vinyle, du polyéthylène ou un mélange de ceux-ci.

Les nanoparticules d’oxyde métallique peuvent être choisies parmi : les nanoparticules de dioxyde de titane, les nanoparticules d'oxyde de silicium ou les mélanges de ceux-ci.

Les petites particules (nanoparticules) des nanostructures, telles que les nanotubes de carbone, les nanocires et les nanoparticules d'oxyde métallique, peuvent être intégrées dans le matériau fabriqué à partir de bambou ou appliquées en surface pour créer des propriétés hydrophobes.

Le dispositif d’espacement peut comprendre en outre une couche supplémentaire comprenant un métal, des fibres en verre, un polyuréthane, un caoutchouc butyle, un caoutchouc de silicone, un polyacrylate, un polysulfure, silicone ou un mélange de ceux-ci.

Le métal est de préférence choisi parmi : l’aluminium, le fer, l’argent, le cuivre, l’or, le chrome, l’oxyde de silicium, le nitrure de silicium et les mélanges et alliages de ceux-ci.

Une telle couche supplémentaire apporte une fonction supplémentaire au dispositif d’espacement, telle que la minimisation du transfert de chaleur et l'amélioration de l'efficacité énergétique (en particulier dans le cas de la couche supplémentaire comprenant un métal ou des fibres en verre, appelée aussi « couche supplémentaire thermique ») ou l'étanchéité (en particulier dans le cas de la couche comprenant un polyuréthane, un caoutchouc butyle, un caoutchouc de silicone, un polyacrylate, un polysulfure, ou silicone, appelée aussi « couche supplémentaire d’étanchéité »).

La couche supplémentaire thermique peut être traité pour la rendre hydrophobe, par exemple, en appliquant un composant hydrophobe sous forme de revêtement sur la couche supplémentaire thermique, comme décrit ci-dessus.

Le dispositif d’espacement peut comprendre au moins une couche thermique supplémentaire, une couche d'étanchéité supplémentaire ou une combinaison de celles-ci.

La couche supplémentaire a de préférence une épaisseur inférieure à celle de la couche de matériau fabriqué à partir de bambou, et peut avoir en particulier une épaisseur de 10 nm à 1500 nm, de préférence de 10 nm à 400 nm, de préférence encore de 10 nm à 300 nm, de préférence encore de 10 nm à 200 nm, de préférence encore de 50 à 100 nm. Lorsque le dispositif d’espacement comprend deux ou plus couches supplémentaires, l'épaisseur se réfère à l'épaisseur totale des couches supplémentaires.

Le dispositif d’espacement peut comprendre une pluralité de couches supplémentaires. Par exemple, le dispositif d’espacement peut comprendre 1 à 4 couches supplémentaires thermiques et/ou 1 à 4 couches supplémentaires d’étanchéité. Dans un mode de réalisation, le dispositif d’espacement comprend deux couches supplémentaires d’étanchéité, une première couche supplémentaire d’étanchéité à l’eau, ou aux gaz et à la vapeur d’eau, et une seconde couche supplémentaire d’étanchéité complétant la première, c’est-à-dire que si la couche première supplémentaire est étanche à l’eau (par exemple, comprenant du polyuréthane), la seconde couche supplémentaire (par exemple, comprenant un caoutchouc butyle) est étanche aux gaz et à la vapeur d’eau, et inversement. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif d’espacement peut comprendre une couche supplémentaire d’étanchéité étanche aux gaz et à la vapeur d'eau telle que la couche supplémentaire , et une couche supplémentaire d’étanchéité étanche à l'eau, tel que la couche supplémentaire.

Il est également possible que le dispositif d’espacement ne comprenne aucune couche supplémentaire et en particulier que le dispositif d’espacement soit monocouche. Ainsi, le dispositif d’espacement peut être à 100 % d’origine végétale (à condition que le liant optionnel ou le composant hydrophobe optionnel soit d’origine végétale, comme la cellulose ou la cire).

Le dispositif d’espacement peut comprendre une chambre qui contient un agent dessiccant.

Par « agent dessiccant », on fait classiquement référence à un agent qui a la propriété de dessécher l’atmosphère dans laquelle il est placé, ou autrement dit, d’absorber tout ou partie de l’humidité contenue dans cette atmosphère (par exemple, l'humidité piégée dans la cavité pendant la fabrication). L’utilisation d’un tel agent dessiccant relève d’une volonté d’absorber ladite humidité avant que celle-ci ne se transforme en eau liquide, ce qui permet de réduire le point de rosée du gaz dans cette atmosphère et d'empêcher la condensation lorsque la température de la vitre extérieure baisse.

L’agent dessiccant peut comporter des granulés, préférentiellement de manière non agglomérée (c’est-à-dire de manière individualisée). Lesdits granulés sont par exemple réalisés en tamis moléculaire, en gel de silice, en chlorure de calcium (CaCl₂), en sulfate de sodium (Na₂SO₄), en charbon actif, en zéolithes, en silicates, en bentonites, ou en un mélange de ceux-ci.

L’agent dessiccant peut remplir la totalité de la chambre. Alternativement, l’agent dessiccant peut être présent dans une partie seulement de la chambre, par exemple le volume de l’agent dessiccant peut valoir de 2 à 20 %, ou de 20 à 40 %, ou de 40 à 60 %, ou de 60 à 80 %, ou de 80 à 98 %, du volume total de la chambre. L’agent dessiccant peut être maintenu fixe à l’intérieur de la chambre selon toute méthode connue de l’homme du métier, par exemple en utilisant des moyens adhésifs appropriés.

Alternativement ou additionnellement, l’agent dessiccant peut être intégré dans le matériau fabriqué à partir de bambou, par exemple, par coextrusion de l’agent dessiccant avec le matériau fabriqué à partir de bambou lors de la fabrication de la couche de matériau fabriqué à partir de bambou. Dans ce cas, la teneur en agent dessiccant dans ce matériau (par unité de longueur du dispositif) est de préférence de 1 à 20 g/m, de préférence encore de 2 à 4 g/m.

La chambre peut comprendre un gaz. Le gaz peut en particulier être l’air et/ou l’argon, et/ou le dioxyde de carbone, et/ou le krypton et/ou le xénon.

Le dispositif d’espacement peut être un profilé. Le profilé peut comprendre une pluralité de parois. L’espace interne du profilé délimité par les parois constitue une chambre telle que décrite ci-dessus.

Chaque paroi peut consister en une couche de matériau fabriqué à partir de bambou telle que décrite ci-dessus. Alternativement, chaque paroi peut consister en un ensemble de couches de matériau fabriqué à partir de bambou liées les unes aux autres. Alternativement, chaque paroi peut consister en une ou plusieurs couches de matériau fabriqué à partir de bambou telles que décrites ci-dessus, et une ou plusieurs couches supplémentaires et/ou revêtement tels que décrits ci-dessus.

Le profilé peut comprendre au moins une paroi supérieure, une paroi inférieure et deux parois latérales. Dans le présent texte, les termes « supérieur » et « inférieur » sont employés en référence à l’orientation du dispositif d’espacement dans le vitrage. La paroi supérieure correspond à la paroi destinée à faire face au centre de la cavité formée entre les parois vitrées du vitrage (la parois supérieure donc comprend la face interne du dispositif d’espacement) et la paroi inférieure correspond à la paroi destinée à être la plus proche du bord des parois vitrées du vitrage (la parois inférieure donc comprend la face externe du dispositif d’espacement).

De manière avantageuse, le plan de la paroi supérieure et le plan de la paroi inférieure sont parallèles entre eux et, de manière encore plus avantageuse, ils sont perpendiculaires aux plans des deux parois latérales.

Le profilé peut en outre comprendre au moins une paroi de liaison qui relie la paroi latérale et la paroi inférieure (comme illustré à la ).

La paroi de liaison (de préférence, les deux parois de liaison) peut (peuvent) former un angle de 30° à 60° par rapport aux parois latérales.

La paroi de liaison améliore la stabilité du dispositif d’espacement et permet un meilleur collage et une meilleure isolation du dispositif d’espacement.

De préférence, les parois supérieure, inférieure, latérales et/ou de liaison ont chacune une forme de plaque.

Tout ce qui est décrit dans le présent texte en relation avec la couche de matériau fabriqué à partir de bambou s’applique aux parois du profilé.

De préférence, le profilé peut être perforé. Par « profilé perforé », on entend qu’au moins une paroi du profilé (notamment la paroi supérieure) comprend une pluralité de perforations. Les perforations peuvent être disposées de toute manière appropriée, permettant à l'agent dessiccant dans la chambre d'absorber l'humidité entre les parois vitrées du vitrage.

La contrainte maximale dans le produit final (vitrage) réalisé avec le dispositif d’espacement d’invention (la contrainte due à l’échauffement de d’air dans la cavité et à la différence d’altitude) peut être inférieure ou égale à 20 MPa pour les verres recuits, 35 MPa pour les verres dits « durcis » et 50 MPa pour les verres trempés.

En faisant référence à la , selon un mode de réalisation, le dispositif d’espacement 1 selon l’invention comprend au moins une couche de matériau fabriqué à partir de bambou 3, 4, 5, 6. Plus précisément, le dispositif d’espacement 1 est un profilé, comprenant une paroi supérieure 3, une paroi inférieure 4, deux parois latérales 5, et deux parois de liaison 6 qui chacune relie une paroi latérale 5 respective à la paroi inférieure 4.

Chaque paroi 6 de liaison a un angle de 45° par rapport aux parois latérales 5.

Le dispositif d’espacement 1 comprend une chambre 2 qui peut contenir un agent dessiccant.

Bien que la ne montre pas de perforation, le profilé peut être perfolié.

La hauteur du dispositif d’espacement 1 (distance entre les parois supérieure et inférieure) peut être de 4,7 mm, et la largeur du dispositif d’espacement 1 (distance entre les parois latérales) peut être de 6 mm à 20,6 mm.

Le dispositif d’espacement 1 peut comprendre en outre un composant hydrophobe comme décrit ci-dessus.

Dans la , le dispositif d’espacement 1 ne comprend pas de couche supplémentaire. Toutefois, le dispositif d’espacement 1 peut bien entendu comprendre, dans une variante, au moins une couche supplémentaire sur au moins l'une des parois supérieure, inférieure, latérales et de liaison, de préférence sur toutes les parois.

L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un dispositif d’espacement décrit ci-dessus. Le procédé comprend les étapes de : préparation d’une composition à base de bambou ; et mise en forme de cette composition pour former la couche de matériau fabriqué à partir de bambou.

La composition à base de bambou peut comprendre une poudre de bambou ou des fibres de bambou.

Une telle composition peut être préparée, par exemple, en coupant le bambou récolté en petits morceaux ; en enlevant la couche extérieure du bambou par fente ou grattage ; en transformant les morceaux de bambou en poudre ou en fibres (par exemple sous forme de pulpe) à l'aide d’une méthode telle que le déchiquetage, le broyage et/ou un traitement chimique, par exemple, par mise en contact avec un agent alcalin tel que l’hydroxyde de sodium, ou avec un disulfure de carbone, ou un silane, ou par acétylation. Le matériau de bambou ainsi transformé peut ensuite être tamisé pour obtenir une taille de particules uniforme, ce qui améliore l'efficacité de l’étape de mise en forme, en particulier, l’étape d’extrusion.

La préparation d’une telle composition peut comprendre un séchage préalable. Le bambou peut être séché par des méthodes telles que le séchage à l'air libre ou l'utilisation de séchoirs spécifiques. Le séchage préalable permet de réduire l’humidité naturelle du bambou.

L’étape de mise en forme peut comprendre une ou plusieurs étapes choisies parmi l’extrusion, le laminage, le pressage, l’emboutissage, le découpage, le roulage, le pliage, le moulage par extrusion et soufflage, et l’encollage.

Par exemple, l’étape de mise en forme peut comprendre la formation d’une feuille par pressage et séchage à partir de la composition à base de bambou. Dans ce cas, avant le pressage et séchage, la composition à base de bambou peut être mélangée avec de l'eau et optionnellement avec au moins un agent tensioactif, afin d'obtenir une pâte aqueuse.

La feuille obtenue (correspondant à la couche de matériau fabriqué à partir de bambou) peut avoir une épaisseur de 0,1 à 15 mm, par exemple, 1 mm. La couche de matériau fabriqué à partir de bambou peut comprendre plusieurs feuilles. Par exemple, de 2 à 20 feuilles, de préférence de 2 à 10 feuilles peuvent être superposées à l’aide d’un adhésif ou de la colle, ou par pressage, pour former une couche de matériau fabriqué à partir de bambou. La couche peut ensuite être formée en profilé (lorsque le dispositif d’espacement est un profilé) par une ou plusieurs étapes choisies parmi le découpage, l’emboutissage, le roulage, le pliage et l’encollage. Par exemple, la feuille peut être enroulée (ou pliée), et les deux extrémités de la feuille peut être collées l'une à l'autre, formant un profilé, qui peut ensuite être découpé en dispositifs de la longueur appropriée.

Alternativement, l’étape de mise en forme peut comprendre une étape d’extrusion de la composition à base de bambou. Dans ce cas, la composition à base de bambou comprend de préférence un liant. Le liant est tel que défini ci-dessus.

Plus précisément, les fibres de bambou (éventuellement sous forme de pulpe) ou la poudre de bambou peuvent être mélangées avec un liant pour créer une composition à base de bambou, qui peut être introduite dans une extrudeuse.

Par exemple, la composition à base de bambou peut être extrudée sous forme de profilé, ce qui permet une grande flexibilité dans la forme du profilé. Alternativement, la composition à base de bambou peut être extrudée sous forme de plaque ou feuille qui peut ensuite être mise en forme, notamment en tant que profilé.

Les paramètres d’extrusion (la température, la pression, la vitesse de la vis) peuvent être déterminée en fonction de l'espèce de bambou, des propriétés souhaitées pour le produit final, et/ou l'équipement utilisé. La conception de la filière d'extrusion varie en fonction de la forme et de la taille souhaitées du produit final.

Dans un mode de réalisation, les paramètres d'extrusion sont les suivants :

• Température d'extrusion : entre 160°C et 220°C.
• Pression d'extrusion : entre 20 à 60 MPa.
• Vitesse de la vis : 10 à 40 tr/min.

Le matériau extrudé peut être un matériau plus durable et plus stable que les autres formes de bambou, car l’extrusion permet d’éliminer l'humidité naturelle du bambou, ce qui optimise l’utilisation du bambou extrudé en tant que dispositif d’espacement pour vitrage.

L’humidité de la composition à base de bambou est de préférence inférieure à 10% avant l’extrusion. Pour atteindre cette humidité, un séchage préalable, un broyage et/ou un tamisage peuvent être effectués avant l’extrusion, comme décrit ci-dessus. La température et la vitesse d'extrusion peuvent également être ajustées pour minimiser l'humidité. Des températures plus élevées peuvent faciliter l'évaporation de l'humidité résiduelle, tandis qu'une vitesse d'extrusion appropriée peut aider à maintenir des conditions de traitement optimales.

Le procédé de fabrication peut comprendre en outre une étape d’application d’un revêtement comprenant un composant hydrophobe sur la couche de matériau fabriqué à partir de bambou. Le composant hydrophobe est tel que défini ci-dessus.

Le revêtement peut être déposée par tous moyens connus tels que par des moyens de collage (par exemple, en utilisant un adhésif thermofusible, notamment polyuréthane), d’application liquide, de dépôt en phase vapeur ou tout autre procédé approprié. L’application liquide peut comprendre l’application d’une solution comprenant le composant hydrophobe sur la couche de matériau fabriqué à partir de bambou par pulvérisation, par immersion ou trempage. Elle peut être suivie d’un séchage.

Alternativement ou additionnellement, le composant hydrophobe peut intégré dans la couche de matériau fabriqué à partir de bambou (en particulier, lorsque le composant comprend un nanostructure). Dans ce cas, le composant hydrophobe peut être intégré dans la composition à base de bambou lors de la fabrication, avant la mise en forme de la composition.

Le procédé de fabrication peut comprendre en outre une étape de dépôt d’une couche supplémentaire comprenant un métal, des fibres en verre, un polyuréthane, un caoutchouc butyle ou un mélange de ceux-ci sur la couche de matériau fabriqué à partir de bambou. La couche supplémentaire est telle que définie ci-dessus.

Les méthodes de dépôt de la couche supplémentaire sont bien connues de l'homme du métier. La couche supplémentaire peut être déposée par collage à l'aide d'un adhésif, par dépôt en phase vapeur, par lamination, ou par calandrage.

Plusieurs couches supplémentaires peuvent être ainsi déposées.

L’invention concerne également un vitrage comprenant un dispositif d’espacement tel que décrit ci-dessus.

Le vitrage selon l’invention comprend au moins deux parois vitrées. De manière avantageuse, les parois vitrées sont parallèles ou essentiellement parallèles entre elles.

Dans des modes de réalisation, le vitrage selon l’invention peut comprendre exactement deux parois vitrées (il est alors appelé « double vitrage »), ou exactement trois parois vitrées (il est alors appelé « triple vitrage »), ou au moins trois parois vitrées, par exemple quatre parois vitrées (il est alors appelé « quadruple vitrage »).

Au sens de la présente invention, une « paroi vitrée » désigne toute structure comprenant (ou consistant en) au moins une feuille de verre ou un dispositif d’espacement vitré. Par « dispositif d’espacement vitré » on entend un élément vitré multicouche dont au moins une couche est une feuille de verre. La feuille de verre peut être en verre organique ou minéral. Elle peut être en verre trempé.

Les parois vitrées (ou une des parois vitrées) peuvent comprendre (ou consister en) un dispositif d’espacement vitré comprenant au moins une feuille en verre qui peut être telle que décrite ci-dessus. Le dispositif d’espacement vitré est de préférence un vitrage feuilleté. Par « vitrage feuilleté », on entend au moins deux feuilles de verre entre lesquelles est inséré au moins un film intercalaire généralement en matière plastique viscoélastique. Le film intercalaire en matière plastique viscoélastique peut comprendre une ou plusieurs couches d’un polymère viscoélastique tel que le poly(butyral de vinyle) (PVB) ou un copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA), ou copolymère d’ethylène (correspondant à la définition d’un ionomère), plus préférentiellement le PVB. Le film intercalaire peut-être en PVB standard ou en PVB acoustique (tel que le PVB acoustique mono-couche ou tri-couche). L’utilisation de parois vitrées comprenant un vitrage feuilleté permet d’améliorer l’isolation acoustique du vitrage, l’isolation acoustique étant encore augmentée lorsque le film intercalaire est en PVB acoustique.

Chaque paroi vitrée comporte deux faces principales opposées l’une à l’autre correspondant aux faces de la paroi vitrée ayant les plus grandes superficies. De manière avantageuse, les parois vitrées ont indépendamment une épaisseur (entre leurs deux faces principales) supérieure ou égale à 1,6 mm, par exemple une épaisseur de 1,6 à 24 mm, de préférence de 2 à 12 mm, plus préférentiellement de 4 à 10 mm, par exemple 4 ou 6 mm. Les parois vitrées du vitrage selon l’invention peuvent toutes avoir la même épaisseur ou avoir des épaisseurs différentes. Plus les parois vitrées ont une épaisseur importante et/ou une densité élevée, plus l’isolation acoustique sera grande.

De manière préférée, toutes les parois vitrées du vitrage ont une hauteur et une largeur identiques. Le vitrage selon l’invention peut avoir toute forme possible, par exemple, une forme circulaire, une forme elliptique, une forme trapézoïdale ou une forme quadrilatérale, en particulier une forme rectangulaire. De préférence, le vitrage peut avoir une forme rectangulaire.

De manière avantageuse, le dispositif selon l’invention est positionné dans la cavité du vitrage, plus particulièrement dans une zone périphérique de la cavité du vitrage. Par « zone périphérique de la cavité », on entend une zone de la cavité adjacente aux bords des parois vitrées et de préférence de largeur (c’est-à-dire selon une direction orthogonale au bord des parois vitrées, dans le plan des parois vitrées) inférieure ou égale à 20 cm, de préférence encore inférieure ou égale à 10 cm, de préférence encore inférieure ou égale à 5 cm.

De préférence, le dispositif d’espacement est parallèle à un bord des parois vitrées.

De manière avantageuse, les parois vitrées sont attachées au dispositif d’espacement par collage, par exemple par une colle, telle qu’une colle à base de polyisobutylène (PIB), par un mastic silicone ou par un ruban adhésif double face.

De préférence, la cavité du vitrage comprend un gaz. Le gaz peut être l’air et/ou le dioxyde de carbone, et/ou l’argon, et/ou le krypton et/ou le xénon. L’utilisation d’argon, de krypton ou de xénon, en plus ou en remplacement de l’air, permet d’améliorer l’isolation thermique du vitrage.

Une (ou plusieurs) des parois vitrées peut être teintée dans l’épaisseur sur tout ou partie de sa surface. Une (ou plusieurs) des parois vitrées peut être en tout ou partie recouverte d’un revêtement opaque, par exemple, une peinture et/ou un émail. Dans des modes de réalisation, une seule des parois vitrées du vitrage est recouverte d’un revêtement opaque. Cette paroi vitrée est avantageusement la paroi vitrée destinée à être la paroi vitrée la plus externe du vitrage lorsque celui-ci est utilisé dans une façade ou fenêtre extérieure de bâtiment.

Dans des modes de réalisation, une (ou plusieurs) des parois vitrées peut avoir subi un traitement pour améliorer l’isolation thermique du vitrage, tel que l’application d’une couche isolante à base de métal et/ou d’oxyde métallique, sur une ou plusieurs de leurs faces principales, de préférence sur la face intérieure. Lorsque la paroi vitrée est également recouverte d’un revêtement opaque (tel qu’un émail et/ou une peinture), on utilise de préférence une couche isolante compatible avec le revêtement opaque. Alternativement, la couche isolante et le revêtement opaque peuvent être disposés sur des faces différentes de la paroi vitrée. Encore alternativement, lorsqu’au moins une des parois vitrées est un dispositif d’espacement vitré, la couche isolante peut être intercalée dans l’dispositif d’espacement vitré, par exemple entre une couche de PVB et une feuille de verre.

Le vitrage d’invention peut comprendre un ou plusieurs dispositifs d’espacement, chaque dispositif d’espacement comprenant au moins une couche de matériau fabriqué à partir de bambou. Chaque dispositif d’espacement peut être disposé le long d’un bord différent du vitrage. Par exemple, pour un vitrage ayant quatre bords, le dispositif peut comprendre trois dispositifs d’espacements disposés le long de trois des bords, ou bien quatre dispositifs d’espacements disposés le long des quatre bords.

Les dispositifs d’espacement peuvent être disjoints (tous ou certains d’entre eux) ou peuvent être joints les uns aux autres (tous ou certains d’entre eux), de préférence à leurs extrémités. De préférence, tous les dispositifs d’espacement du dispositif d’espacement peuvent être joints de manière à former un cadre, en tant qu’une pièce d’un seul tenant (les dispositifs d’espacement provenant par exemple d’un seul dispositif d’espacement plié en un ou plusieurs endroits, par exemple pour former les coins du cadre) ou peuvent être assemblés entre eux par tout moyen adapté, par exemple au moyen d’agrafes, de colle, de clips et/ou par emboitement ou soudage.

Un joint d’étanchéité peut également être présent, de préférence disposé sur la face externe du dispositif d’espacement. Plus préférentiellement le joint d’étanchéité s’étend de cette face externe jusqu’au bord des parois vitrées. Ce joint d’étanchéité peut être effectué avec un mastic (dit « mastic de scellement ») à base de polyuréthane, polysulfure et/ou silicone.

L'effort maximal par unité de longueur dans le scellement peut être inférieur ou égal à 1,12 daN/cm.

Le vitrage selon l’invention peut être utilisé dans toute application utilisant des vitrages. En particulier, le vitrage selon l’invention peut être un vitrage de bâtiment. Le vitrage peut être destiné à faire l’interface entre l’extérieur et l’intérieur du bâtiment, et peut par exemple être un vitrage de façade, un vitrage de fenêtre ou un vitrage de porte. Alternativement, le vitrage peut être destiné à être placé à l’intérieur du bâtiment.

L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un vitrage tel que décrit ci-dessus comprenant :
- la fourniture d’au moins deux parois vitrées ;

- la fourniture d’un dispositif tel que décrit ci-dessus ;

- la disposition des deux parois vitrées de sorte à former une cavité entre elles ; et

- l’introduction du dispositif dans la cavité.

Claims (13)

1. Vitrage comprenant au moins deux parois vitrées formant entre elles une cavité, dans lequel la cavité comprend un dispositif d’espacement comprenant au moins une couche de matériau fabriqué à partir de bambou.
2. Vitrage selon la revendication 1, dans lequel la conductivité thermique du matériau fabriqué à partir de bambou est de 0,05 à 0,20 W/(m·K), de préférence de 0,07 à 0,15 W/(m·K).
3. Vitrage selon les revendications 1 ou 2, dans lequel la densité du matériau fabriqué à partir de bambou est de 0,3 à 0,6 g/cm³, de préférence de 0,4 à 0,55 g/cm³.
4. Vitrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le bambou est choisi parmi le bambou Moso (Phyllostachys edulis), le bambou Guadua (Guadua angustifolia), le bambou noir (Phyllostachys nigra), et un mélange de ceux-ci.
5. Vitrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif d’espacement comprend en outre un composant hydrophobe, qui est intégré dans le matériau fabriqué à partir de bambou ou qui est sous forme de revêtement appliqué sur la couche de matériau fabriqué à partir de bambou.
6. Vitrage selon la revendication 5, dans lequel le composant hydrophobe comprend un polymère hydrophobe, un silane fonctionnel, une cire, des nanotubes de carbone, des nanocires, des nanoparticules d’oxyde métallique ou un mélange de ceux-ci ; le polymère hydrophobe étant de préférence choisi parmi un fluoropolymère, du polypropylène, du polystyrène, du polychlorure de vinyle, du polyéthylène ou un mélange de ceux-ci.
7. Vitrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif d’espacement comprend en outre une couche supplémentaire comprenant un métal, des fibres en verre, un polyuréthane, un caoutchouc butyle, un caoutchouc de silicone, un polyacrylate, un polysulfure, un silicone ou un mélange de ceux-ci ; le métal étant de préférence choisi parmi l’aluminium, le fer, l’argent, le cuivre, l’or, le chrome, l’oxyde de silicium, le nitrure de silicium et les mélanges et alliages de ceux-ci.
8. Vitrage selon la revendication 7, dans lequel la couche supplémentaire a une épaisseur inférieure à celle de la couche de matériau fabriqué à partir de bambou, et de préférence a une épaisseur de 10 à 1500 nm, de préférence encore de 20 à 200 nm, de préférence encore de 50 à 100 nm.
9. Vitrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le matériau fabriqué à partir de bambou comprend une poudre de bambou ou des fibres de bambou.
10. Vitrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le matériau fabriqué à partir de bambou comprend un liant, de préférence choisi parmi l’acide polylactique, les résines d'origine végétale, notamment les résines à base de lignine, les résines à base de latex naturel, les résines à base de colophane, les résines à base de cellulose, les résines à base d'amidon, les résines à base d'algues, les résine à base de déchets agricoles, les résines à base de caséine, la résines à base de gommes naturelles ; les résine synthétiques, notamment les polyoléfines ; et les mélanges de ceux-ci.
11. Vitrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le dispositif d’espacement comprend une chambre qui contient un agent dessiccant.
12. Vitrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le dispositif d’espacement est un profilé, de préférence perforé.
13. Vitrage selon l’une des revendications 1 à 12, étant un vitrage de bâtiment, tel qu’un vitrage de façade, de fenêtre ou de porte de bâtiment ou un vitrage intérieur.